Physikalische Grundsätze
Stand 20.8.2004

Das Wesen der Physik, die Grundregeln ihrer Erkennung und Beispiele mit einer Einführung in die Aerodynamik
The nature of physics, the basic rules of their recognition and examples with an introduction to the aerodynamics

Physik ist die Beschreibung der inneren Beziehungen zwischen Ursachen und Auswirkungen von Naturgeschehnissen.
Die Sprache der Physik ist der verständliche verbale Ausdruck für die inneren Abläufe der Naturgeschehnisse.
Daß Mathematik die Sprache der Physik sei, ist ein Trugschluß!
Zwischen dem sprachlichen Ausdruck und der Physik eines Naturgeschehens gibt es einen kausalen Zusammenhang:
die sprachliche Aussage über die inneren Zusammenhänge eines Naturgeschehens ergeben initial den Formelansatz zur mathematischen Behandlung der Geschehnisparameter!

Physik ist nicht die Welt des theoretisch Denkbaren, Physik ist nur die reale Welt des Existierenden! Deswegen läßt sich Physik definitiv nicht errechnen!

Formeln enthalten weder die Ursachen noch die Wirkrichtungen physikalischer Geschehnisse!
Formeln sind nur angepasste mathematische Beschreibungen von Parametern der Erscheinungen physikalischer Geschehnisse.

Eine Nutzung der mathematischen Formelbeschreibungen für die äußeren Erscheinungen von Naturgeschehen ist für Verhaltensweisen und Technik sinnvoll, notwendig und erfolgreich, nicht jedoch in der Forschung für Erkenntnisgewinnungen grundlegender Zusammenhänge in Naturgeschehnissen!

Physiker müssen Philosophen wesentlich näher stehen als Mathematikern!

Das ist nicht so, weil Physik etwa eine spekulative Wissenschaft ist, sondern weil physikalische Forschung grundsätzlich ins Unbekannte hinein erfolgt, also sinnvoller spekulativer Ideen als Suchhilfe bedarf!
Mathematik dagegen dient nur zur Überprüfung möglicher Theorien und abschließend als Festschreibung des Erkannten!

Für die Findung der richtigen Physik eines Naturgeschehnisses sind die folgenden drei Regeln zu beachten:

1. Ein Naturgeschehen kann nur in seinem "natürlichen" Koordinatensystem richtig erkannt werden. Es muß aus der `richtigen Perspektive´ betrachtet werden!
Die Wahl des Koordinatensystems ist nicht frei!
Höchstes Können in der Physik ist, das richtige, das für einen Naturvorgang `natürliche´ Koordinatensystem zu finden, in dem die invarianten Parameter eines Geschehens explizit sichtbar werden!
(Wie damals Kopernikus das natürliche Koordinatensystem des Sonnensystems fand! (Siehe `Koordinatensysteme´)
Zum Beispiel lautet die Physik des Planetensystems:
Planeten bewegen sich auf Bahnen um die Sonne, die sich aus den Kräftewirkungen von Flieh- und gegenseitigen Anziehungskräften ergeben!)

2. Fiktive Größen sind in der Natur ohne reale Wirkung und daher in der Physik, die die Natur beschreibt, nicht erlaubt!
Eine fiktive Größe ist z. B. Fahrtwind, er kann als fiktive Größe aus einem anderen Koordinatensystem als dem natürlichen des Fliegens (Lilienthal´s luftfestem) keine realen Wirkungen in diesem verursachen.

3. Physikalisches Wissen ist erst dann richtig, wenn es die Bedingungen des `Regelkreises für physikalische Erkenntnisse´ erfüllt.
Dieser `Regelkreis´ wurde aufgestellt, um ein Abgleiten in "geistreiche Phantastereien" zu verhindern.
(Siehe `Physikalischer Regelkreis´)

Über diesen Regeln steht noch folgende Erkenntnis:

Physikalische Gesetze sind mathematisch nicht fassbar!


Z. B. heißt ein triviales physikalisches Gesetz:

Wasser fließt nur bergab!

Wie könnte das jemals mathematisch ausgedrückt werden?

Physikalische Gesetze sind verbale Rahmenrichtlinien für mathematische Formeln, die physikalische Parameter beziffern!

Damit entsteht in Konsequenz:

Mathematische Formeln sind keine physikalischen Gesetze!


Mathematische Formeln können sogar äußere Erscheinungen physikalischer Geschehnisse beschreiben, ohne daß die zugrunde liegende Physik des Vorgangs bekannt sein muß! Also ohne den inneren physikalischen Zusammenhang eines Geschehens zu kennen!
Physikalisch richtig werden Formeln aber erst dann, wenn sie auch die Bedingungen des dafür zugrunde liegenden physikalischen Gesetzes erfüllen!


Die für die Aerodynamik essentiellen physikalischen Gesetze sind:
zum Einen das Gesetz, daß Massen auf Grund ihrer Trägheit eine Kraft gegen ihre Beschleunigungsrichtung bilden,
zum Zweiten, daß diese Kraft die Reaktionskraft gegen die Kraft ist, die eine Beschleunigung bewirkt,
zum Dritten, daß sich Luftmassen nur zum kleineren Druck hin bewegen!

Diese Gesetze sind physikalische Gesetze!
Das drittgenannte entspricht dem für Wasser, da auch dieses nur nach unten fließt.

Die Aussage, durch eine Beschleunigung der Luft falle der Druck, ist physikalisch grundsätzlich falsch! Sie verstößt gegen das physikalische Gesetz, daß Luft nur von höherem zu niedrigerem Druck fließt, für eine Strömung das Druckgefälle also zuvor vorhanden sein muß!
Damit ist es für einen Physiker zwingend zu klären, wie und aus welcher Ursache das Druckgefälle entstand! Strömung ist für einen Physiker nur der Indikator, nur der Hinweis auf ein zugrundeliegendes Druckgefälle, dessen Bestehen zu klären ist!
Der mathematische Zusammenhang der Abhängigkeit von Druck und Geschwindigkeit (Bernoulli) ist rein äußerlich und zeigt weder das zugrundeliegende physikalische Gesetz (Erhaltung der Luftenergie) noch die Richtung des Luftflusses auf! Deswegen kann z. B. niemals aus den mathematischen Beschreibungen von Erscheinungen der Druckverläufe am Tragflügel auf die Physik des Fliegens geschlossen werden!

Unterdruck innerhalb eines Strömungsverlaufes entsteht nur, wenn ein Diffusor den Unterdruck schafft. Ausschließlich dieser ist Ursache zur Entstehung von Unterdruck!
Schnelleres Strömen vor einem Diffusor kann nur entstehen, wenn Überdruck zu Beginn der Strömung gegenüber dem Druck am Ende der Strömung vorliegt. Nur dieser läßt die Luft überhaupt erst ins Strömen kommen. Der Druckrückgewinn im Diffusor verkleinert nur den notwendigen Überdruck am Beginn der Strömung!

Unabhängig von inneren gasdynamischen Druck-Effekten nach den bernoulli´schen Gesetzen entstehen Über- wie Unterdrücke durch äußere mechanische Beschleunigungen der Gasteilchen durch deren Massewirkungen!
Diese Vorgänge lassen Kräfte gegen Luft bewegende Flächen entstehen:

Aerodynamik ist die Lehre der äußeren Kraftentstehungen aus mechanischen Bewegungsvorgängen zwischen Flächen und Luft!


Aerodynamik unterscheidet sich wesentlich von der Gasdynamik: Gasdynamik ist die Entstehung von Über/Unterdrücken durch innere Vorgänge nach den Gesetzen der Energieerhaltung in Strömungen und nach den thermodynamischen Gesetzen in Folge äußerer Energiezu- und -abflüße.

Der Tragflügel schafft durch seine `Auflagekraft´ Druckunterschiede in der Luft, so daß sie dadurch zum Fließen kommt. Dadurch entsteht dynamisch die Auftriebskraft.
In der so ortsfest erzeugten fließenden Luft von oben nach unten (erzeugte Strömung) entstehe als Folge gasdynamisch Bernoulli´sche Druckänderungen, die auf die Auftriebsentstehung jedoch, wie im Überschallflug auch, keinen Einfluß mehr haben!
Daß durch die Vorwärtsbewegung des Tragflügels die Luft als Fahrtwind scheinbar vorbeifließt, ist ein von vorgenannt erzeugtem Abwärtsluftstrom als Ursache der Luftkrafterzeugung in der Senkrechten ein völlig unabhängiger und dafür nur fiktiver Vorgang! Für den Verdrängungs- und Reibungswiderstand in der Horizontalen ist der `Fahrtwind´ jedoch eine reale Strömung! Für diese Widerstandskräfte gilt eben ein anderes Koordinatensystem!

Die hier vorgestellte neue Physik der Aerodynamik ergibt sich z. T. aus der bisherigen, indem vom flächenfesten zum luftfesten Koordinatensystem übergegangen wird.
Im Gegensatz zur bisherigen Aerodynamik, die ohne die Kenntnis der zugrunde liegenden Physik nur die äußeren Symptome in einem nicht natürlichen Koordinatensystem beschreibt, ist die neue Physik der Aerodynamik die Darlegung der grundlegenden Zusammenhänge von `innen´ heraus.
Mathematische Formeln für die in der Aerodynamik entstehenden Luftbewegungen mit den daraus resultierenden Kräftebildungen ergeben sich aus der neuen Theorie von selbst.
Viele bisherige Annahmen aus dem flügelfesten Koordinatensystem verlieren jedoch ihre Bestätigung.